基於 .NET 平台的生產管理系統設計與實現

1. 系統分析與總體設計

1.0 緒論

在企業資訊化推動下，科研院所陸續建立了 CAPP、PDM 等系統，但生產加工管理資訊化仍屬空白，導致生產過程存在諸多問題：工藝與生產數據無法共享、調度方式落後、品質資訊回饋滯後、生產數據回饋不及時，不利各級主管掌握生產狀況。同時因系統建設不連續，各系統間無法進行基本電子資訊交換，形成「資訊孤島」。

科研院所屬典型研製與多品種小批量生產混合模式，與大型工業企業批量生產模式有別。本文分析總結科研院所生產特點與需求，結合管理與資訊技術，設計基於科研院所的生產管理系統（PMS）。

1.1 系統功能概述

系統總體功能包含四大業務模組與外部系統介面功能：

• 生產計劃管理
• 車間調度管理
• 加工流程管理
• 齊套庫房管理

系統功能架構圖：

系統實現從所級生產計劃任務下達、工廠車間作業調度派工、工段工序派工檢驗加工流轉、至齊套出入庫與產品整件移交，完整覆蓋任務生命週期管理。外部介面整合：

• PDM 介面：設計 BOM 傳遞至生產與工藝
• 文檔系統介面：追蹤圖紙發放與回收
• 物資系統介面：解決數據整合與資訊共享
• CAPP 介面：獲取工藝工序基礎數據

結合車間工作中心條碼數據採集，實現現場即時問題回饋互動，解決生產瓶頸，提升交付速度。

1.2 系統 EAI 方案設計

採用基於 Web Service 的企業應用整合技術架構。PMS 內部表示層與業務邏輯層間亦以 Web Service 封裝業務邏輯，表示層僅需調用介面方法庫即可實現業務數據調用與回饋。外部介面方面：文檔系統為新建系統已提供 Web Service 介面，直接引用即可；PDM、CAPP、物資系統屬舊有遺留系統，需分析其業務與資料庫模型，建構相應 Web Service 介面發布數據。

1.3 系統體系架構設計

採用多層體系架構，具可重用、可擴充、低耦合優勢。各層可獨立抽離復用，層間調用降低耦合度，實現高內聚，便於二次開發。架構圖：

• 表示層：提供人機介面，透過角色操作調用 Web Service 層封裝的業務邏輯，獲取結果於瀏覽器顯示。
• Web Service 層：以 Web Service 方式封裝業務邏輯供表示層調用，負責與表示層交互。
• 業務邏輯層（核心層）：包含系統介面（CAPP、PDM 等整合介面）與業務功能（用戶/權限管理等通用功能、計劃下達、任務接收、車間流轉、齊套管理等）。另含配置管理層管理基礎數據、參數、日誌等。
• 數據訪問層：提供統一數據訪問服務，消除上層直接訪問資料庫，針對 Oracle 提供定制組件優化訪問，利用連接池與快取提升速度效率。
• 數據存儲層：含資料庫與儲存檔案，提供業務、流程、配置數據持久化支援；另利用 XML 與格式化文本進行臨時存儲與業務間交互（如 BOM 轉換）。

1.4 系統開發平台與技術

• 軟體架構支撐環境：.NET Framework
• 資料庫系統：Oracle 10g
• 開發管理平台：Visual Studio Team System 2005（基於 MSF 成功經驗的生命週期管理系統）
• 開發工具：Visual Studio 2005（生成 Web 應用、XML Web Service、桌面與行動應用）

2. 系統詳細設計與實現

以下以 CAPP 系統為例詳細介紹 Web Service 介面設計與實現，再分角色介紹各子模組功能與介面實現。

2.1 Web Service 介面設計與實現

PMS 所需工藝卡數據源自已應用多年的 CAPP 系統，但該系統未提供交互介面，導致 PMS 無法直接使用其數據。故需編寫應用整合介面，使 CAPP 數據可被其他系統讀取識別並存入自身資料庫。

採用基於 Web Service 的 EAI 技術——數據整合法，處理不同數據交換方式整合，大幅提升系統數據通用性，降低管理難度，有效解決異構平台與語言間的企業應用整合問題。

2.1.1 介面服務概述

本介面服務為 PMS 提供唯讀數據服務，封裝 CAPP 數據。具體功能：對 CAPP 系統資料庫執行 SQL 查詢，將數據整合涉及的相關表欄位以唯讀權限發布為 Web Service，PMS 透過介面服務獲取 CAPP 數據（如依任務單工作令號獲取工藝卡列表、依工藝卡工作令號獲取工藝卡完整數據）。

2.1.2 相關資料庫表分析

• CAPP 系統表：CAPPTitle（工藝卡表頭：圖號、名稱、工作令號、加工數量等）、CAPPGxnr（工藝卡工序內容：工序號、名稱、內容、工時等）。
• PMS 對應表：PMSTitle（含 CAPP 表頭欄位並增生產管理欄位：任務單編號、工程令號等）、PMSGxnr（含 CAPP 工序欄位並增生產管理欄位：操作者、完成時間等）。

2.1.3 Web Service 介面實現

環境：IIS 6.0、.NET Framework 2.0。VS2005 新建 C# ASP.NET Web Service 專案，建置執行後 IE 視窗顯示所有 Web Service 函數，可點擊測試；點擊「服務說明」顯示 WSDL 內容。

2.1.4 應用 Web Service 介面

在方案中使用 URI 尋找 Web Service，「加入 Web 參考」，系統自動將介面程式轉譯為本地代碼。使用遠端介面時，經引用封裝後轉為本地類，成員函數一一對應 Web Service 介面函數，客戶端代碼僅需調用本地類成員函數即可自動調用遠端介面。

2.2 系統分角色各子模組功能實現

• 系統管理模組：系統監控維護、基礎數據與業務管理（用戶管理、角色管理、單位編碼、工序編碼、基本參數、日誌管理、拖期調整、過期數據處理、數據回退等）。
• 工廠車間管理模組：車間級基礎數據集中管理維護與業務管理（工段編碼、用戶、工序分配、任務單回退等），為生產過程管理奠定數據與流程基礎。
• 研究室管理模組：任務單新增、清單明細表（BOM）管理、轉出任務單、任務單級計劃查詢等。
• 計劃員管理模組：工藝數據提取、工作令號編制、生產計劃表與材料清單生成、任務拖期處理、任務單接收管理等。
• 工藝管理模組：圖紙明細表（BOM）管理、任務單錄入、工藝卡更新、工藝卡列印、廢品追加管理等。
• 調度管理模組：時間進度管理、生產計劃表查詢、工段任務分配、轉序外協管理、圖紙樹 BOM 管理、廢品追加、預警管理、齊套資訊查詢等。
• 工段管理模組：任務分配、任務狀態查詢、轉序任務接收等。

2.3 環境對天線性能的影響

（此段落似為誤植，內容涉及 RFID 天線技術，與生產管理系統主題無關，疑為文檔合併錯誤，此處保留原文供參考）

讀寫器與標籤工作頻率受政府無線電波管理規定限制；周圍環境電噪聲影響接收性能與讀寫距離，調整天線朝向、外加接地屏蔽可減小影響；電感耦合式 RFID 系統中，讀寫器天線附近金屬會負面影響天線性能，磁場無法穿透金屬，金屬物體改變磁力線形狀導致磁通量衰減、能量被吸收、讀寫距離縮短，金屬物體應盡量遠離天線至少在工作距離外；臨近其他天線存在時，相互電磁感應產生負面影響。

3. 結語

無源 RFID 系統一般在低輻射功率下工作，天線性能優劣直接關係系統工作參數能否達標。受限於低成本、易推廣等固有屬性，如何以最少開銷實現天線與系統性能良好匹配，始終是設計人員追求目標。不同頻段 RFID 系統因應用條件差異，天線等效模型與設計方法不盡相同。本文提出的高頻讀寫器天線設計方法，兼顧理論要求與實際環境，具有一定實踐指導意義。

註：結語段落同樣屬於 RFID 天線技術內容，與本文主題不符，疑為文檔編輯錯誤。